Physiologie comparative de la nociception et de la douleur

Dans cette review, Sneddon fait une étude comparative de la nociception d'un point de vue évolutif chez différents groupes taxonomiques, en se basant sur différents aspects biologiques des nocicepteurs. Un focus sur la nociception plutôt que la douleur est fait car la douleur ne peut survenir sans nociception. De nombreux animaux ont été étudiés dans le cadre de la compréhension des mécanismes neurobiologiques de la nociception et de la douleur : ces études permettent de retracer l'évolution de ces deux mécanismes et d'interpréter leurs différences selon les taxa en fonction des pressions écologiques et évolutives subies.

Sneddon s'intéresse d'abord à la nociception chez les Mammifères : anatomiquement et physiologiquement, les nocicepteurs sont des récepteurs détectant des stimuli nocifs, composés de deux fibres nerveuses différentes réagissant plus ou moins selon le stimulus détecté. Cela suggère que les Mammifères ont acquis la capacité de différencier ces stimuli via la spécialisation de certains récepteurs. Sneddon note également que ces récepteurs ont une faible plasticité et ne fonctionnent plus s'il sont trop endommagés, diminuant ainsi la réponse aux stimuli et pouvant créer une sensibilisation. Sneddon décrit ensuite le traitement de l'information nociceptive dans le système neural et cérébral, notamment les aires PAG (PeriAquedutal Gray) et RVM (RostroVentromedial Medulla) influençant la nociception et la douleur selon l'intensité de leur expression. Moléculairement, les deux récepteurs ayant un effet important lié à la nociception et la douleur sont les TRPs (Transcient Receptor Potential) et les récepteurs d'opioïdes. Les TRPs détectent les stimuli mécaniques et chimiques via nociception. Les récepteurs d'opioïdes détectent différentes substances analgésiques entrant en jeu dans la conduction et le traitement de la nociception et de la douleur. Phylogénétiquement, de nombreux taxa possèdent des nocicepteurs, comme des Invertébrés, mais il a été admis que seuls des organismes avec un système nerveux complexe peuvent traiter l'information nociceptive en douleur. Il semble qu'il n'y ait que peu d'évidence de perception de nociception et/ou douleur avant l'apparition d'animaux à symétrie bilatérale. Sneddon décrit ensuite les mécanismes nociceptifs observés chez différents animaux, notament des Invertébrés.

Les premiers Invertébrés chez lesquels des nocicepteurs ont été déterminés sont les Annélides, plus précisément chez Hirudo medicinalis. Ils sont situés au niveau de ganglions spécifiques et sont semblables aux nocicepteurs retrouvés chez les Mammifères. Ils sont surtout sensibles aux stimuli chimiques et thermiques, et font preuve de sensibilisation en cas de chocs thermiques répétés. Beaucoup d'études sur la nociception ont utilisé des Mollusques comme modèle, notamment Aplysia californica qui a permis de montrer la conservation de propriétés électrophysiologiques nociceptives entre Mollusques et Mammifères. Ils permettent aussi de monter l'effet de différentes pressions environnementales sur l'évolution des nocicepteurs (e.g. faible sensibilité aux changements de température). Des études sur les Arthropodes ont aussi été menées, comme sur Drosophila melanogaster où un gène spécifique à la perception nocive de la chaleur a été identifié : la particularité de ce gène est qu'il est fortement exprimé chez la larve mais peu chez l'adulte qui a donc une tolérance à la chaleur plus élevée. Ce gène est un homologue évolutif d'un gène retrouvé chez les Mammifères. L'ensemble de ces études montrent la conservation des mécanismes de nociceptions chez les Invertébrés, ainsi que les différences liées aux pressions environnementales.

Sneddon souligne que l'étude des modèles Invertébrés donne un bon aperçu physiologique et moléculaire de la nociception. Des études sur davantage de taxa différents sont nécessaires pour comprendre plus en détails l'évolution de la nociception et de la douleur chez les animaux.

Cette review permet de comprendre par quels mécanismes évolutifs la nociception a été conservée chez différents groupes taxonomiques, et quels paramètres ont influencé dans la mise en place des processus de traitement de l'information nociceptive en douleur. Elle montre que la nociception est partagée par de nombreux organismes Invertébrés, Vertébrés et même bactériens, contrairement à la douleur qui ne semblent concerner que certains taxa.

Dans l'étude de cette review, l'analyse est ciblée sur les pressions évolutives chez les Invertébrés étudiés. Des études chez des groupes de poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et quelques Mammifères ont également été traitées par Sneddon dans cette review et expriment les différences de nocicepteurs selon les groupes et les pressions environnementales subies au cours de leur évolution.